Question

【题目】某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH3· H2O的形式存在，该废水的处理流程如下：

（1）过程I：加NaOH溶液，升温至60 ℃，调节pH至9后，通空气将氨赶出并回收。

①用离子方程式表示加NaOH溶液的作用：_____________________。

②用化学平衡原理解释通空气的目的：_____________________。

③回收的氨气经净化处理后可进行催化氧化，已知催化剂为Cr2O3。

i．氨催化氧化的化学方程式为____________________。

ii．预先将催化剂加热到红热状态，停止加热后催化剂仍保持红热，该反应是______反应。

（填“吸热”或“放热”)

（2）过程II：在微生物作用的条件下，NH4+经过两步反应被氧化成NO3-。请完成第一步反应的离子方程式：__________________________________________

（3）过程III：一定条件下，向废水中加入CH3OH，将HNO3还原成N2。若该反应消耗32 gCH3OH转移6 mol电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是_______。

Answer 1

【答案】 NH4++OH-NH3↑+H2O 空气可以将生成的氨气带走，使可逆反应NH3·H2ONH3+H2O的平衡向正反应方向移动，促进了NH3·H2O的分解 4NH3+5O24NO+6H2O 放热 2NH4++3O2＝2NO2－+2H2O+4H+ 5:6

【解析】（1）①铵盐能和强碱反应，实质是：NH4++OH-NH3↑+H2O；②氨水电离是可逆反应，将生成的氨气带走，即减少生成物，可以使化学平衡NH3·H2ONH3+H2O向正反应方向移动，即更多的生成氨气，因而促进了氨水电离，因此需要通入空气；③氨气催化氧化生成NO和水，停止加热催化剂仍然红热说明反应放热，反应的方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O；（2）1mol铵根离子反应生成亚硝酸根时转移6mol电子，1mol氧气反应转移4mol电子，据最小公倍法可知，铵根离子化学计量数为2，氧气化学计量数为3，再据原子守恒配平其他化学计量数，据电荷守恒还应生成氢离子，因此离子方程式为为：2NH4++3O2＝2NO2－+2H2O+4H+；（3）消耗32g即1molCH3OH转移6mol电子，因此CH3OH中碳原子的化合价升高6，所以反应后碳的化合价为+4，产物为CO2，根据质量守恒和化合价升降总数相等得：5CH3OH+6HNO3＝5CO2↑+3N2↑+13H2O，反应中氧化剂是硝酸，还原剂是甲醇，参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是5：6。